대부분의 하이브리드 인버터-ATS 설치가 실패하는 이유 (그리고 올바르게 배선하는 방법)
수백 개의 전환 스위치를 배선해 왔을 것입니다. 하지만 RCD가 계속 트립되거나 발전기가 자동 시작되지 않아 새벽 2시에 서비스 요청이 들어오면 하이브리드 인버터 시스템은 다른 규칙을 따른다는 것을 알게 됩니다. 문제점은 무엇일까요? 대부분의 전기 기술자는 자동 전환 스위치를 단순한 전압 감지 장치로 취급합니다. 배터리 백업이 있는 하이브리드 시스템에서는 이러한 가정이 위험한 접지 루프, 발전기 시작 실패 및 불만족스러운 고객을 초래합니다.
이 가이드에서는 아마추어 설치와 전문가 수준의 시스템을 구분하는 두 가지 중요한 요소인 지능형 2선 시작 제어와 적절한 중성선-접지 본딩에 대해 다룹니다. 4극 스위칭이 선택 사항이 아닌 이유, 무전압 접점 발전기 제어를 구현하는 방법, 코드 위반을 방지하는 정확한 배선 순서를 배우게 됩니다.
적용 시나리오: 하이브리드 시스템에 지능형 스위칭이 필요한 경우
자동 전환 스위치가 있는 하이브리드 인버터 시스템은 두 가지 뚜렷한 백업 시나리오를 제공합니다. 어떤 시나리오가 적용되는지 이해하면 배선 방식, 제어 로직 및 안전 요구 사항이 결정됩니다.
그리드-인버터 스위칭
유틸리티 전원이 고장나면 ATS는 건물을 그리드에서 분리하고 배터리 백업 인버터 전원으로 전환합니다. 이 시나리오는 유틸리티 서비스가 불안정한 지역이나 중단을 허용할 수 없는 중요한 부하에 일반적입니다. 인버터는 그리드 전원이 복구될 때까지 배터리 뱅크에서 전원을 공급합니다. ATS는 그리드 전압과 주파수를 모니터링하고 안정적인 전원이 재개되면 자동으로 다시 연결합니다.
이 구성에서는 ATS가 전체 건물 부하 용량을 처리해야 합니다. 배터리 작동 시간은 정전 중에 시설이 작동하는 시간을 결정합니다. 대부분의 상업용 설치의 경우 배터리 용량 및 부하 프로필에 따라 2~8시간 범위입니다.
인버터-발전기 스위칭
배터리 충전 상태(SOC)가 미리 설정된 임계값(일반적으로 20-30%) 아래로 떨어지면 인버터는 ATS에 발전기를 시작하라는 신호를 보냅니다. 이 보조 백업은 장기간 정전 중이거나 태양광 발전으로 배터리를 충전할 수 없을 때 완전한 전원 손실을 방지합니다. 발전기는 부하에 직접 전원을 공급하거나 인버터가 조정된 전원을 계속 공급하는 동안 배터리를 충전합니다.
이 시나리오에서는 그리드, 인버터 및 발전기의 세 가지 전원을 조정하므로 복잡성이 추가됩니다. 제어 시퀀스는 발전기 시작 시간(일반적으로 10-30초), 예열 기간, 모터 손상 또는 전압 과도 현상을 방지하기 위한 안전한 전환 타이밍을 고려해야 합니다.
| 시나리오 | 기본 소스 | 백업 소스 | 트리거 조건 | 일반적인 지속 시간 |
|---|---|---|---|---|
| 그리드-인버터 | 유틸리티 그리드 | 배터리 백업 인버터 | 그리드 전압 110% 공칭 | 2-8시간 (배터리 의존적) |
| 인버터-발전기 | 배터리 인버터 | 대기 발전기 | 배터리 SOC <20-30% | 그리드가 복원되거나 배터리가 재충전될 때까지 |
| 그리드-발전기 (기존) | 유틸리티 그리드 | 발전기 전용 | 그리드 고장 (배터리 없음) | 무제한 (연료 의존적) |
세 번째 행은 비교를 위해 배터리 없이 기존 ATS 작동을 보여줍니다. 하이브리드 시스템은 두 개의 백업 계층을 제공하므로 인버터와 ATS 간의 적절한 조정이 중요한 이유를 설명합니다.
2선 시작 제어: 시스템에 필요한 지능형 계층
표준 자동 전환 스위치는 전압 감지를 사용하여 전원 손실을 감지합니다. 입력 전압이 공칭 85% 아래로 떨어지면 ATS는 대체 소스로 전환합니다. 이것은 간단한 그리드-발전기 설정에 적합합니다. 그러나 하이브리드 인버터 시스템에는 더 스마트한 제어 로직이 필요합니다.
이유는 다음과 같습니다. 인버터는 배터리가 90% SOC에 있든 10% SOC에 있든 항상 안정적인 120/240V AC를 출력합니다. 전압 전용 ATS는 배터리가 소모되고 있음을 감지할 수 없습니다. 배터리가 저전압 차단에 도달하고 시스템이 완전히 종료될 때까지 인버터 전원을 부하에 계속 전달합니다. 발전기 시작 없음, 보조 백업 없음—그냥 죽은 시스템입니다.
무전압 접점 발전기 제어 작동 방식
전문 하이브리드 인버터에는 “Gen Start” 단자가 포함되어 있습니다. 배터리 SOC가 프로그래밍된 임계값에 도달하면 닫히는 무전압 접점 릴레이입니다. 이것은 스위치와 유사한 전압이 없는 접점 폐쇄입니다. 접점이 닫히면 발전기의 자동 시작 컨트롤러에 시작 시퀀스를 시작하라는 신호를 보냅니다.
“무전압 접점”이라는 용어는 릴레이가 자체적으로 전원을 공급하지 않음을 의미합니다. 단순히 회로를 만들거나 끊습니다. 발전기의 시작 컨트롤러는 시작 시스템에 전원을 공급하는 데 필요한 12V 또는 24V DC를 공급합니다. 이 절연은 전압 스파이크로부터 인버터의 제어 보드를 보호하고 모든 발전기 브랜드와 인터페이스할 수 있도록 합니다. 무전압 접점과 유전압 접점의 기본 사항에 대해 자세히 알아보십시오..
자동화된 제어 시퀀스
- 배터리 모니터링: 인버터는 배터리 전압을 지속적으로 추적하고 SOC를 계산합니다.
- 임계값 감지: SOC가 25% (사용자 프로그래밍 가능)로 떨어지면 인버터가 Gen Start 릴레이를 활성화합니다.
- 발전기 신호: 무전압 접점 폐쇄는 발전기 컨트롤러에 시작 신호를 보냅니다.
- 예열 기간: 발전기는 부하를 수용하기 전에 30-60초 (프로그래밍 가능한 지연) 동안 실행됩니다.
- ATS 전환: 발전기 전압이 안정화되면 ATS는 인버터에서 발전기로 전환합니다.
- 충전 모드: 발전기는 부하에 전원을 공급하고 인버터의 AC 입력을 통해 배터리를 충전합니다.
- 복귀 전환: 배터리가 80-90% SOC에 도달하면 인버터가 Gen Start 접점을 열고 발전기가 중지되고 ATS가 인버터로 다시 전환됩니다.
이 시퀀스는 민감한 장비에 대한 전원 중단 없이 원활한 전환을 보장합니다. 핵심은 적절한 시간 지연 설정입니다. 너무 빨리 전환하면 발전기가 안정화되지 않았고 너무 오래 기다리면 과방전으로 인한 배터리 손상 위험이 있습니다.
| 매개변수 | 무전압 접점 (표준) | 유전압 접점 (권장하지 않음) |
|---|---|---|
| 공급 전압 | 0V (수동 스위치) | 12-24V DC (활성 신호) |
| 현재 평가 | 일반적인 1-5A @ 30V DC | 소스에 따라 다름 |
| 격리 | 전기적으로 절연됨 | 공통 접지를 공유함 |
| 발전기 호환성 | 범용 (모든 2선 시작) | 일치하는 전압으로 제한됨 |
| 노이즈 내성 | 우수 | 접지 루프에 취약함 |
| 설치 복잡성 | 간단한 2선 연결 | 전압 매칭 필요 |
| Failure Mode | 개방 회로 (안전) | 단락 회로 (컨트롤러 손상 가능성) |
드라이 접점 방식은 전압 호환성 문제를 제거하고 전기적 절연을 통해 고유한 안전성을 제공하므로 전문 설치에서 널리 사용됩니다.
드라이 접점 회로 배선
인버터의 Gen Start 단자에서 발전기의 원격 시동 입력으로 두 개의 전선을 연결합니다. 대부분의 발전기는 이러한 단자를 “2선 시동” 또는 “원격 시동”으로 표시합니다. 극성은 일반적으로 드라이 접점에는 중요하지 않지만 발전기 설명서에서 확인하십시오.
이 회로와 직렬로 수동 바이패스 스위치를 설치합니다. 유지 보수 또는 테스트 중에 인버터를 다시 프로그래밍하지 않고도 자동 시작을 비활성화할 수 있습니다. “수동/끄기/자동” 구성을 원하면 DPDT 스위치를 사용하십시오.
인버터가 제공할 수 없는 특정 크랭킹 시퀀스가 발전기에 필요한 경우 시간 지연 릴레이를 추가하십시오. 일부 구형 발전기는 크랭크 사이에 휴지 기간을 두고 여러 번 시동을 시도해야 합니다. 지연 릴레이는 이 타이밍을 자동으로 처리합니다.
중성선-접지 본딩 트랩: 4극 스위칭이 필수적인 이유
이 단일 문제로 인해 하이브리드 인버터 설치의 다른 어떤 측면보다 서비스 콜백이 더 많이 발생합니다. 잘못된 중성선-접지 본딩은 RCD를 트립시키고 장비를 손상시키며 전기 규정을 위반하는 접지 루프를 생성합니다. 이를 이해하려면 다양한 시스템 구성에서 접지가 어떻게 작동하는지 알아야 합니다.
계통 연계 시스템: 단일 지점 접지
건물이 유틸리티 전원으로 작동하는 경우 NEC Article 250.24(A)(5)는 서비스 입구(주 패널)에 위치한 정확히 하나의 중성선-접지 본딩을 요구합니다. 이 본딩은 접지 오류 감지를 위한 기준점을 제공합니다. 차단기, RCD 및 접지 오류 보호는 이 단일 연결 지점에 의존합니다.
중성선 도체는 불균형 전류를 유틸리티 변압기로 다시 전달합니다. 장비 접지 도체(녹색 또는 노출된 구리)는 오류 전류 경로를 제공하지만 일반적으로 전류를 전달하지 않습니다. 이 두 도체는 해당 단일 본딩 지점을 제외한 모든 곳에서 분리되어 있어야 합니다.
계통 비연계 시스템: 별도로 파생된 소스 문제
시스템이 인버터 또는 발전기 전원으로 전환되면 별도로 파생된 시스템(NEC Article 250.20(D))을 생성한 것입니다. 유틸리티는 완전히 연결 해제됩니다. 이제 인버터 또는 발전기가 전원 공급원이 되며 접지 기준을 설정하려면 자체 중성선-접지 본딩이 필요합니다.
여기에 함정이 있습니다. 중성선을 전환하지 않는 표준 3극 ATS를 사용하는 경우 유틸리티 본딩과 인버터 본딩이 모두 동시에 연결된 상태로 유지됩니다. 중성선 및 접지 도체를 통해 폐쇄 회로인 접지 루프를 생성했습니다. 이 루프는 다음과 같은 순환 전류를 전달합니다.
- RCD/GFCI 오작동 트립: RCD는 상과 중성선 간의 전류 불균형을 감지합니다.
- 장비 인클로저의 전압: 감전 위험 생성
- EMI 및 노이즈: 민감한 전자 장치에 영향
- 규정 위반: 다중 중성선 본딩은 NEC 250.24(A)(5)를 위반합니다.
3극 ATS가 위험한 상황을 만드는 이유
3극 자동 전환 스위치는 3상 시스템의 3개의 상 도체(L1, L2, L3) 또는 분상 시스템의 L1, L2를 차단하지만 중성선은 단단히 연결된 상태로 둡니다. 이 설계는 두 전원 공급 장치가 공통 접지 기준을 공유한다고 가정합니다. 이는 두 유틸리티 서비스에는 해당되지만 계통 대 인버터 또는 계통 대 발전기 시나리오에는 해당되지 않습니다.
3극 ATS가 중성선을 연결된 상태로 유지하면서 계통에서 인버터로 전환되면 이제 유틸리티의 중성선 본딩(주 패널)과 인버터의 중성선 본딩(대부분의 인버터 내부)이 중성선 도체를 통해 연결됩니다. 전류는 의도된 중성선 경로를 통해 되돌아가는 대신 이 접지 루프 경로를 통해 흐릅니다.
이는 중성선과 접지 사이에 팬텀 전압을 생성합니다. 일반적으로 정상 조건에서 1-5V이지만 오류 발생 시 훨씬 더 높을 수 있습니다. RCD는 이 전류 불균형을 감지하므로 트립됩니다. 보호 장치는 올바르게 작동하고 있습니다. 실제 오류가 없더라도 접지 오류로 보이는 것을 감지합니다.
하이브리드 시스템에 4극 ATS가 필수적인 이유
4극 전환 스위치에는 상 도체와 함께 중성선 연결을 차단하는 네 번째 스위칭 극이 포함되어 있습니다. 이는 두 전원 공급 장치의 중성선 간에 확실한 절연을 제공합니다. ATS가 전환되면 다른 소스를 연결하기 전에 한 소스(중성선 포함)를 완전히 분리합니다.
중성선 스위칭은 상 극이 “차단 전 연결” 작동을 사용하는 동안 중성선 극에 대해 “연결 전 차단” 시퀀스로 작동해야 합니다. 이는 부하가 짧은 전환 기간 동안 항상 중성선 기준을 갖도록 하여 민감한 장비의 전압 과도 현상을 방지합니다.
[VIOX 4극 ATS 제품 권장 사항]: VIOX는 하이브리드 인버터 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 4극 자동 전환 스위치를 제조합니다. 당사의 스위치는 소스 간에 완전한 절연을 제공하면서 전환 중에 중성선 연속성을 유지하는 겹치는 중성선 접점을 특징으로 합니다. 사양 및 크기 조정 가이드 보기.
| 기능 | 3극 ATS | 4극 ATS (VIOX 권장) |
|---|---|---|
| 중성선 스위칭 | 솔리드 중성선 (항상 연결됨) | 스위칭된 중성선 (차단 전 연결) |
| 접지 루프 위험 | 높음 – 다중 N-G 본딩 활성 | 제거됨 – 하나의 N-G 본딩만 활성 |
| RCD 호환성 | 불량 – 잦은 오작동 트립 | 우수 – 오작동 트립 없음 |
| 규제 준수 | SDS에 대한 NEC 250.24(A)(5) 위반 | NEC 250.20(D) 준수 |
| 하이브리드 인버터 사용 | 부적합 | 필수 |
| 비용 | $200-600 (50-200A) | $350-900 (50-200A) |
| 베스트 애플리케이션 | 계통 간 전환만 가능 | 계통-인버터, 계통-발전기 |
$150-300의 비용 차이는 잘못된 배선으로 인해 장비 손상 또는 안전 위험이 발생할 경우 서비스 콜 비용 및 책임에 비해 무시할 수 있습니다.
적절한 중성선 본딩 구현
계통 연계 작동:
- 주 패널: 접지에 본딩된 중성선 (서비스 입구 본딩)
- 인버터: N-G 본딩 비활성화 또는 연결 해제 (패스스루 모드인 경우)
- 발전기: N-G 본딩 비활성화 또는 제거
계통 비연계 작동 (인버터):
- 주 패널: 중성선-접지 본딩 제거
- 인버터: N-G 본딩 활성 (인버터가 소스가 됨)
- 발전기: N-G 본딩 비활성화
계통 비연계 작동 (발전기):
- 주 패널: 중성선-접지 본딩 제거
- 인버터: N-G 본드 비활성화 (바이패스 시)
- 발전기: N-G 본드 활성화 (발전기가 소스가 됨)
많은 고품질 하이브리드 인버터에는 인버팅 시 중성선을 접지에 연결하고 AC 입력이 있을 때 본드를 제거하는 자동 N-G 릴레이가 포함되어 있습니다. 인버터 사양에서 이 기능을 확인하십시오. 인버터에 이 기능이 없는 경우 4극 ATS를 사용하여 중성선을 전환하여 접지 기준점을 효과적으로 격리해야 합니다.
접지 오류 보호 시스템에 대한 추가 정보는 다음 가이드를 참조하십시오. 접지 오류 보호 이해 그리고 접지 vs. GFCI vs. 서지 보호.
배선 구현: 단계별 연결 순서
올바른 설치 순서는 배선 과정에서 위험한 상황을 방지하고 시스템에 전원을 공급할 때 처음부터 성공을 보장합니다. 이 절차는 4극 ATS가 있는 120/240V 분상 시스템을 가정합니다. 추가 상 도체를 추가하여 3상 시스템에 맞게 조정하십시오.
사전 설치 확인
ATS 정격이 최대 연속 부하보다 최소 25% 이상 높은지 확인하십시오. 100A 연속 부하에는 최소 125A ATS가 필요합니다. 인버터의 패스스루 정격을 확인하십시오. 이 또한 부하를 초과해야 합니다. 크기가 작은 전환 스위치는 전압 강하 및 과열을 유발합니다.
인버터에 적절한 중성선-접지 본딩 제어가 포함되어 있는지 확인하십시오. 3kW 이상의 최신 하이브리드 인버터에는 자동 N-G 릴레이가 포함되어 있습니다. 저가형 또는 구형 장치는 그렇지 않을 수 있으므로 4극 ATS를 통해 외부에서 본딩을 관리해야 합니다.
도체 온도 정격, 주변 온도 및 전선관 충진율을 기준으로 NEC 표 310.16에서 적절한 전선 크기를 얻으십시오. 중요한 백업 시스템에 대한 “경험 법칙” 크기에 의존하지 마십시오.
연결 순서
1단계: 접지 전극 시스템 설치
최소 6피트 간격으로 8피트 접지봉 2개를 박습니다. 최소 6 AWG 나동선으로 연결합니다. 이것은 시스템 접지 기준으로 사용됩니다. 다른 배선보다 먼저 설치하십시오. 접지 저항을 테스트하십시오. 25옴 미만, 가급적 10옴 미만이어야 합니다. 저항이 25옴을 초과하면 접지봉을 추가하십시오.
2단계: ATS 인클로저 장착 및 접지
유지 보수가 용이한 위치에 VIOX 4극 ATS를 설치합니다. 6 AWG 이상의 전선으로 인클로저를 접지 전극 시스템에 연결합니다. ATS 인클로저에는 영구적인 저임피던스 접지 연결이 있어야 합니다.
3단계: 그리드 입력 배선 (ATS 입력 1)
유틸리티 전원을 ATS 입력 1 단자에 연결합니다.
- L1 (검은색)을 입력 1 L1 단자에 연결
- L2 (빨간색)를 입력 1 L2 단자에 연결
- N (흰색)을 입력 1 중성선 단자에 연결
- G (녹색/나선)를 접지 바에 연결
NEC 408.36에 따라 유틸리티 측에 적절한 정격의 과전류 보호 장치 (차단기)를 설치합니다. 차단기 정격은 ATS 정격을 초과해서는 안 됩니다. 이렇게 하면 유지 보수를 위해 ATS의 전원을 차단할 수 있습니다.
4단계: 인버터 출력 배선 (ATS 입력 2)
하이브리드 인버터의 AC 출력을 ATS 입력 2 단자에 연결합니다.
- 인버터에서 입력 2 L1 단자로 L1 (검은색) 연결
- 인버터에서 입력 2 L2 단자로 L2 (빨간색) 연결
- 인버터에서 입력 2 중성선 단자로 N (흰색) 연결
- 인버터에서 접지 바에 G (녹색/나선) 연결
인버터와 ATS 입력 2 사이에 차단기를 설치하지 마십시오. 인버터의 내부 차단기 또는 릴레이가 과전류 보호를 제공합니다. 두 번째 차단기를 추가하면 조정 문제가 발생합니다.
5단계: 부하 연결 배선 (ATS 출력)
중요한 부하 패널을 ATS 출력 단자에 연결합니다.
- 출력 L1 단자를 부하 패널 L1 버스에 연결
- 출력 L2 단자를 부하 패널 L2 버스에 연결
- 출력 중성선 단자를 부하 패널 중성선 바에 연결
- 접지 바를 부하 패널 접지 바에 연결
있는 경우 부하 패널에서 중성선-접지 본딩 나사를 제거합니다. 이제 패널은 서브패널이며 주 패널 (온그리드 시) 또는 인버터/발전기 (오프그리드 시)만 N-G 본드를 가져야 합니다.
6단계: 발전기 시작 제어 연결
인버터의 Gen Start 단자에서 발전기 원격 시작 입력으로 18 AWG 2선 케이블을 연결합니다. 양쪽 끝에 “발전기 자동 시작 제어”라고 표시합니다. 원하는 경우 수동 바이패스 스위치를 설치합니다. 간단한 온/오프 제어를 위해 바이패스 스위치를 한 도체와 직렬로 배선합니다.
인버터가 제공할 수 없는 특정 크랭킹 시퀀스가 발전기에 필요한 경우 시간 지연 릴레이를 추가합니다. 전기 시작 기능이 있는 대부분의 최신 인버터-발전기는 추가 제어 없이 간단한 무전압 접점 입력을 허용합니다.
7단계: 제어 전원 설치
대부분의 ATS 장치에는 120V AC 제어 전원이 필요합니다. 보호된 소스 (일반적으로 ATS의 부하 측)에서 연결하여 소스에 관계없이 제어 전원이 활성 상태를 유지하도록 합니다. 일부 설치자는 컨트롤러가 전환 전에 소스 가용성을 모니터링할 수 있도록 ATS 입력 1 (그리드)에 연결하는 것을 선호합니다.
| 부하 전류 (연속) | 최소 ATS 정격 | 권장 전선 크기 (Cu, 75°C) | OCPD 정격 | 전형적인 응용 프로그램 |
|---|---|---|---|---|
| 40A | 50A | 8 AWG | 50A | 작은 캐빈, RV, 필수 회로 |
| 80A | 100A | 12 AWG | 100A | 주거, 주요 중요 부하 |
| 120A | 150A | 1/0 AWG | 150A | 대형 주거, 경상업 |
| 160A | 200A | 4/0 AWG | 200A | 상업 시설, 건물 전체 |
전선 크기는 전선관에 3개 이하의 전류 운반 도체가 있는 75°C 정격 도체를 기준으로 합니다. 장거리 (>100피트) 또는 높은 주변 온도 (>30°C/86°F)의 경우 크기를 하나 늘립니다.
테스트 및 시운전
전압 검증: 전원을 공급하기 전에 각 ATS 단자에서 전압을 측정하고 기록합니다. 그리드 입력은 북미 240V 시스템의 경우 118-122V L1-N 및 L2-N, 236-244V L1-L2를 표시해야 합니다.
전송 테스트: 유틸리티 차단기를 열어 그리드 손실을 시뮬레이션합니다. ATS는 프로그래밍된 지연 (일반적으로 1-5초) 내에 인버터로 전환되어야 합니다. 모든 부하가 전원을 받는지 확인합니다. 그리드 전원을 복원합니다. ATS는 프로그래밍된 지연 (일반적으로 임시 정전을 제거하기 위해 5-30분) 후에 다시 전환되어야 합니다.
발전기 자동 시작 테스트: 배터리 SOC를 수동으로 낮추거나 인버터의 테스트 기능을 사용하여 Gen Start 릴레이를 트리거합니다. 발전기가 크랭크되고 시작되어야 합니다. 예열 후 ATS는 발전기로 전환되어야 합니다. 부하가 안정적인 전원을 받는지 확인합니다.
중성선-접지 확인: 시스템이 인버터 전원에 있는 상태에서 부하 패널에서 중성선과 접지 사이의 전압을 측정합니다. 2V 미만이어야 합니다. 더 높은 판독값은 중성선 본딩 문제를 나타냅니다. N-G 본드를 다시 확인하십시오. 하나만 활성 상태인지 확인하십시오.
RCD 기능 테스트: 부하 패널의 모든 RCD에서 테스트 버튼을 누르십시오. 즉시 트립되어야 합니다. 재설정하고 정상 작동을 확인하십시오. 정상 작동 중에 RCD가 오작동하는 경우 여러 N-G 본딩으로 인한 접지 루프가 있을 수 있습니다.
적절한 ATS 선택에 대한 자세한 내용은 다음을 검토하십시오. 자동 절체 스위치 선택에 대한 3단계 가이드 그리고 다음 간의 비교 자동 절체 스위치 대 인터록 키트.
일반적인 실수와 이를 피하는 방법
실수 1: 4극 대신 3극 ATS 사용
문제: 중성선이 그리드와 인버터 모두에 연결되어 접지 루프 및 RCD 트립을 유발합니다.
수정: 처음부터 4극 자동 절체 스위치를 지정하십시오. 이미 3극 장치를 구입한 경우 개조할 수 없으며 교체해야 합니다. 외부 본딩 스위치나 릴레이로 “작동하게” 하려고 하지 마십시오. 안전 및 코드 준수 문제는 구성 요소 절감 가치가 없습니다.
실수 2: 발전기 시동 시간 지연을 잊음
문제: ATS가 안정적인 전압/주파수에 도달하기 전에 발전기로 전환을 시도하여 전압 강하, 모터 손상 또는 전환 실패를 유발합니다.
수정: 인버터의 Gen Start 신호가 25% SOC(또는 원하는 임계값)에서 닫히도록 프로그래밍합니다. ATS가 발전기 전압을 감지한 후 45-60초 동안 전환을 지연하도록 프로그래밍합니다. 대부분의 발전기는 시동 후 안정화하는 데 30-45초가 필요합니다. 추가 ATS 지연은 깨끗한 전환을 보장합니다.
또한 배터리가 재충전된 후에도 발전기가 계속 작동하도록 “꺼짐 지연”을 프로그래밍합니다. 완전 충전 직후에 종료하면 엔진에 열 충격이 발생합니다. 5-10분의 냉각 기간은 발전기 수명을 연장합니다.
실수 3: 부적절한 접지 전극 연결
문제: 접지봉이 너무 가까이 있거나(<6피트), 부적절한 전선 크기(최소 #6 AWG 대신 #10 AWG) 또는 불량한 연결이 시간이 지남에 따라 부식됩니다.
수정: NEC 조항 250.53을 정확히 따르십시오. 최소 2개의 막대, 6피트 간격, 전체 깊이(8피트)까지 구동합니다. 하드웨어 상점 호스 클램프가 아닌 나열된 접지 클램프를 사용하십시오. 모든 연결부에 산화 방지제를 바르십시오. 설치 후 및 매년 접지 저항을 테스트하십시오.
막대를 구동하기 어려운 암석 토양에 있는 경우 접지판 또는 화학 접지봉과 같은 대체 접지 방법을 사용하십시오. 사진 및 저항 측정으로 시공된 접지 시스템을 문서화하십시오.
실수 4: L1과 L2 간의 부하 불균형
문제: 모든 120V 부하가 L1에 연결되어 L2는 가볍게 부하됩니다. 이로 인해 중성선 전류 문제가 발생하고 ATS 전압 감지가 혼동될 수 있습니다.
수정: L1과 L2 간에 부하를 서로 20% 이내로 균형을 맞추십시오. 예를 들어 L1이 60A를 전달하는 경우 L2는 48-72A를 전달해야 합니다. 클램프 미터를 사용하여 일반적인 작동 조건에서 각 레그의 실제 전류를 측정합니다. 레그 간에 회로를 이동하여 균형을 맞춥니다.
많은 하이브리드 인버터는 레그당 전류를 측정하고 불균형이 프로그래밍된 임계값(일반적으로 30-40% 차이)을 초과하면 경고합니다. 적절한 부하 균형은 이러한 성가신 경고를 방지하고 구성 요소 수명을 연장합니다.
실수 5: 향후 확장을 위한 크기가 작은 전선
문제: 현재 부하에 대한 최소 전선 크기를 설치한 다음 용량을 초과하는 회로를 나중에 추가합니다.
수정: 현재 부하가 아닌 예상되는 최대 부하의 125%에 대한 전선 크기를 조정합니다. #2 AWG와 #1/0 AWG 간의 비용 차이는 나중에 새 전선을 당기는 것에 비해 미미합니다. 도관 채우기 규칙(NEC 9장, 표 1)은 나중에 추가할 수 있는 도체 수를 제한하므로 처음부터 크기를 늘리면 확장 기능이 제공됩니다.
전선 크기 계산을 문서화하고 시스템 문서와 함께 보관하십시오. 향후 기술자는 부하를 추가할 때 정격 전류 제한을 알아야 합니다.
관련 ATS 주제에 대해서는 다음 간의 차이점을 살펴보십시오. PC 클래스 대 CB 클래스 절체 스위치 그리고 다음에 대해 알아보십시오. 이중 전원 자동 절체 스위치 구성.
자주 묻는 질문
Q: 인버터에서 N-G 본딩을 비활성화하면 하이브리드 인버터와 함께 3극 ATS를 사용할 수 있습니까?
A: 아니요. 배터리 전원을 사용하는 동안 인버터의 N-G 본딩을 비활성화하면 위험한 플로팅 중성선 상태가 생성됩니다. RCD가 작동하지 않으며 접지 오류 시 장비 인클로저에 위험한 전압이 발생할 수 있습니다. 4극 ATS는 활성 소스가 항상 N-G 본딩을 제공하도록 중성선 전환을 적절하게 관리합니다. 이에 대해 타협하지 마십시오. 전기 안전에는 활성 소스에서 적절한 중성선-접지 본딩이 필요합니다.
Q: 중성선-접지 본딩이 잘못되면 어떻게 됩니까?
A: 여러 개의 동시 N-G 본딩은 순환 전류를 전달하는 접지 루프를 생성합니다. 이러한 전류는 위상 도체와 중성선 도체 간의 전류 불균형을 감지하기 때문에 RCD가 예측할 수 없이 트립되도록 합니다. 또한 컴퓨터와 LED 조명에 영향을 미치는 전자기 간섭, 중성선과 접지 사이의 팬텀 전압(일반적으로 1-5V) 및 장비 인클로저의 전압으로 인한 잠재적인 감전 위험이 발생할 수 있습니다. 심각한 경우 잘못된 본딩은 민감한 전자 장치를 손상시키거나 과열된 중성선 도체로 인해 화재 위험을 초래할 수 있습니다.
Q: 2선 발전기 시동을 어떻게 설정합니까?
A: 인버터의 “Gen Start” 무전압 접점 단자에서 발전기의 원격 시동 입력(종종 “2선 시동”이라고 함)으로 두 개의 전선을 연결합니다. 무전압 접점은 배터리 SOC가 프로그래밍된 임계값 아래로 떨어지면 닫히는 릴레이일 뿐입니다. 수동 제어를 원하는 경우 직렬로 바이패스 스위치를 설치하십시오. 인버터의 Gen Start 임계값(일반적으로 20-30% SOC) 및 Gen Stop 임계값(일반적으로 80-90% SOC)을 프로그래밍합니다. 전기 시동이 있는 대부분의 최신 발전기는 추가 제어 전자 장치 없이 이 간단한 접점 폐쇄를 허용합니다. 구형 발전기의 경우 초크, 크랭킹 지속 시간 및 종료 시퀀스를 관리하는 자동 시동 컨트롤러 모듈이 필요할 수 있습니다.
Q: 시스템에 필요한 ATS 정격은 무엇입니까?
A: ATS 정격은 최대 연속 부하 전류보다 최소 25% 이상이어야 합니다. 예를 들어 100A 연속 부하에는 최소 125A ATS가 필요합니다. 이는 모터와 압축기가 시동될 때 돌입 전류를 고려합니다. 또한 인버터의 통과 정격이 ATS 정격과 같거나 초과하는지 확인하십시오. 일부 인버터는 인버터 정격보다 통과 정격이 낮습니다. ATS 및 인버터 사양을 모두 확인하십시오. 의심스러운 경우 약간 크게 조정하십시오. 정격 단계 간의 비용 차이는 크기가 작은 장치를 교체하는 비용에 비해 적습니다.
Q: 4극 ATS를 사용하는 경우 발전기에 자체 N-G 본딩이 필요합니까?
A: 예, 발전기가 활성 소스(부하에 전원 공급)인 경우 N-G 본딩이 있어야 합니다. 4극 ATS를 사용하면 중성선 전환으로 인해 한 번에 하나의 본딩만 활성화됩니다. ATS가 그리드 전원에 있는 경우 그리드의 중성선(유틸리티 변압기 또는 서비스 입구에서 본딩됨)이 활성화됩니다. 인버터 전원에 있는 경우 인버터의 N-G 본딩이 활성화됩니다. 발전기 전원에 있는 경우 발전기의 N-G 본딩이 활성화됩니다. 많은 휴대용 발전기는 중성선이 떠 있는 상태로 제공됩니다. 별도로 파생된 시스템으로 사용하려면 제조업체의 지침에 따라 본딩 나사 또는 점퍼를 설치해야 합니다.
결론: 처음부터 제대로 하십시오.
자동 절체 스위치가 있는 하이브리드 인버터 시스템은 정교한 백업 전원 기능을 제공하지만 적절하게 설계되고 설치된 경우에만 가능합니다. 지능형 2선 시동 제어와 올바른 중성선-접지 본딩이라는 두 가지 중요한 요소는 아마추어 설치와 전문가급 시스템을 구분합니다.
4극 ATS를 사용하는 것은 사치품이나 선택적 업그레이드가 아닙니다. 적절한 안전 접지 기준을 보장하면서 접지 루프를 방지하는 유일한 코드 준수 방법입니다. 무전압 접점 발전기 시동 시스템은 간단한 전압 감지가 일치할 수 없는 지능을 제공하여 배터리, 인버터 및 발전기 전원 간의 전환을 자동으로 관리합니다.
이러한 적절한 구성 요소에 대한 추가 엔지니어링 노력과 약간의 비용 프리미엄은 시스템 안정성, 코드 준수 및 고객 만족도에 대한 배당금을 지불합니다. 더 중요한 것은 올바른 배선은 부적절한 중성선 본딩 및 접지 루프와 관련된 안전 위험을 방지합니다.
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